珩磨操作中的进给量、切削压力及余量控制

1.珩磨的基本原理

（1）工作原理 近年来，经过反复的实践，珩磨工艺有了较快的发展。珩磨可以在普通万能车床上进行，珩磨的工具简单，操作方便，对零件预加工表面粗糙度要求不高（精车后的零件也可珩磨）。珩磨不仅能加工内圆柱面，还可以加工外圆柱面、圆锥面、球面及平面。

图13⁃18为珩磨的工作原理。零件装夹在卡盘或顶尖上，倾斜安装着的珩磨轮以一定的压力与零件表面接触。当零件以v_g的线速度旋转时，由于摩擦力的作用，珩磨轮以v_L的速度绕自身的轴线转动，同时珩磨轮还沿零件的轴线方向作往复进给运动。因珩磨轮轴线与零件轴线有交角α，所以在零件与珩磨轮旋转的同时，它们之间产生相对滑动，其滑动速度为v_H。珩磨轮与零件表面相对滑动时，磨粒就在零件表面上切去极薄一层金属、珩磨轮沿零件轴向往复运动使零件表面得到交叉重叠的网状痕迹，所以珩磨也能获得0.4～0.025的表面粗糙度Ra值。

图13⁃18 珩磨的工作原理

从图13⁃18可知

v_L=v_g cosα

v_H=v_g sinα

珩磨轮倾角α愈大，相对滑动速度v_H愈大，效率也愈高。但α角过大将会产生自锁现象，所以一般α角取10°～35°。

（2）珩磨速度 珩磨时零件的旋转速度增大时，零件的表面粗糙度Ra值有明显降低，同时生产率有显著的提高。但速度过高则易产生振动而影响加工品质。珩磨的速度v_g通常取60～80m/min。

珩磨时的进给量：粗珩为0.2～0.4mm/r，精珩为0.05～0.15mm/r。

（3）珩磨的切削压力 珩磨时珩磨轮单位接触面积上所受的力称为珩磨切削压力。切削压力的大小将直接影响珩磨效率和加工表面的品质。切削压力太小，磨粒的切削作用微弱，生产效率低；切削压力过大，将使磨削区域局部产生高温而烧损零件表面，甚至还会造成珩磨工具破损。

切削压力：粗珩时可取0.8～1.0MPa；精珩时取0.4～0.6MPa。

（4）珩磨的切削液 切削液降能降低珩磨时的切削热外，还可将珩磨工具上脱落的磨粒和切削粉末冲刷掉，使研磨工具表面不被腻塞。正确选用切削液不仅可改善被加工表面的品质，还能提高珩磨效率。

加工钢和铸铁通常选用粘度小，渗透性强的煤油作切削液。经验表明，在煤油中加工30%的20号机油后零件表面的品质会更好。加工青铜可用水作切削液。

（5）珩磨余量 珩磨是一种光整加工方法，切削量很小，所以其余量不宜过大。余量过大时除降低生产效率外，还将影响零件的形状公差和方向公差。

珩磨余量的大小与预加工的精度和表面质量有关，直径方向余量一般为0.01～0.15mm。当直径余量大于0.04mm时，为了提高珩磨效率常常使用不同粒度的珩磨工具进行粗、精两次珩磨。粗珩切去余量的2/3；精珩切去余量的1/3。(www.xing528.com)

2.珩磨工具

（1）珩磨工具的选择 珩磨工具（珩磨条或珩磨轮）的性能取决于磨料的种类、磨料的粒度、珩磨工具的硬度和珩磨工具的结合剂。

珩磨工具使用的磨料主要是白刚玉和碳化硅。应按被加工零件的材料来选择磨料。强度高和韧性好的材料如各种碳素钢、不锈钢、合金钢等通常选用白刚玉的珩磨工具；强度低和韧性差的材料如铸铁、黄铜等一般选用碳化硅。

珩磨工具的粒度愈粗，生产效率愈高，但表面粗糙度Ra值也愈大；粒度愈细，表面粗糙度Ra值愈小，但效率低。通常粗珩时选用60#～150#；精珩时选用240#～W28。

珩磨工具的硬度是指珩磨条（或珩磨轮）上的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。磨粒不易脱落的珩磨工具，硬度就高；反之，硬度就低。若珩磨工具的硬度过高，磨粒已经磨钝而仍然不能脱落，致使珩磨工具和零件表面的摩擦力急剧增大，零件表面过热而出现烧伤，从而造成表面粗糙度Ra值增大；珩磨工具的硬度太低，磨粒还未磨钝就脱落下来，从而加快了珩磨工具的磨损。珩磨较硬的金属材料时，磨粒易于磨钝，为了保持良好的切削性能和避免零件过热，应选用较软的珩磨工具。珩磨较软的材料，珩磨工具的硬度应较高。但珩磨特别软的材料时，为避免切屑堵塞珩磨工具表面，珩磨工具的硬度也要选低一些。

珩磨工具的结合剂主要有陶瓷（代号A）和树脂（代号S）两种。陶瓷结合剂的性能稳定，不受温度、湿度等变化的影响，能耐水、耐油、耐热而不变质。用这种结合剂制成的珩磨工具气孔率大，切削效率高，也比较耐磨，但脆性大，不能经受冲击和振动，珩磨时常常发生块状剥落的现象。用树脂结合剂制成的珩磨工具强度高，磨损比较均匀。此外，由于树脂结合剂容易被磨削区的高热烧毁而使磨粒脱落，所以可避免过热时烧伤零件表面。树脂结合剂容易受碱的浸蚀，珩磨时切削液中的含碱量不能大于1%，否则，珩磨工具的硬度和强度将显著下降。树脂结合剂制成的珩磨工具容易受潮变质，所以应注意保管存放。阀门制造企业常用树脂结合剂的珩磨工具。

（2）珩磨工具的制作 珩磨用的珩磨工具一般均采用树脂结合剂由使用单位自行制作。图13⁃19为浇注珩磨轮的模具。金属的轮芯与珩磨轮要浇注成一体，为增加轮芯与珩磨轮的结合强度，轮芯表面可车出几条环槽。

珩磨材料与结合剂等的质量配比如下：

结合剂：环氧树脂100g

珩磨材料：白刚玉或碳化硅200g～300g

增塑剂：磷苯二甲酸二丁脂10～15g

硬化剂：乙二胺7～8g

珩磨轮的浇注方法是：光将模具内壁用丙酮洗净，在脱模面上涂以由聚苯乙烯5%、甲苯溶液95%组成的脱模剂。将环氧树脂加热至70～80℃加入增塑剂搅拌均匀，再加入研磨材料拌匀后并加热到70～80℃，待冷却至30～38℃时，可将硬化剂加入并迅速拌匀（约2～3min），随即浇入模具内。浇注后，模具应在40℃左右的温度中经保温24h方可起模。

浇注成的珩磨轮在使用前还要进行修整。珩磨圆柱面、圆锥面和球面的珩磨轮，为了增加珩磨轮与零件表面的接触面积以提高效率和品质，通常将珩磨轮的工作表面修整为曲线形。修整可以在零件精车前进行，用珩磨轮与较粗的零件表面干珩（不加冷却润滑液），使珩磨轮工作面加速磨损而形成合适的曲线。修整时应采用较低的切削速度。

图13⁃19 浇注珩磨轮的模具